(57)【要約】  磁気記録媒体と、主磁極と、第１の磁性層６０と、第２の磁性層４０と、第３の磁性層２０と、第１の磁性層６０と第２の磁性層４０との間に設けられた第１の中間層５０と、第２の磁性層４０と第３の磁性層２０との間に設けられた第２の中間層３０と、を備えた磁気記録ヘッドと、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備え、第１の磁性層６０は、ＴＭ合金を含む層であり、第２の磁性層４０は、ＴＭ合金、又はＲＥ−ＴＭ合金を含む層であり、第３の磁性層２０は、ＲＥ−ＴＭ合金を含む層であることを特徴とする磁気記録再生装置。
2011027396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と、
主磁極と、第１の磁性層と、第２の磁性層と、第３の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた第１の中間層と、前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に設けられた第２の中間層とを備えた磁気記録ヘッドと、
前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、
を備え、
前記第１の磁性層は、ＴＭ合金を含む層であり、
前記第２の磁性層は、ＴＭ合金、又はＲＥ−ＴＭ合金を含む層であり、
前記第３の磁性層は、ＲＥ−ＴＭ合金を含む層であることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記第１の磁性層は、ＴＭ合金を含む人工格子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記第２の磁性層は、積層フェリ構造又はＴＭ合金を含む人工格子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記第３の磁性層は、積層フェリ構造であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記第１の磁性層、前記第２の磁性層、及び前記第３の磁性層が前記主磁極から印加される磁界より小さな保磁力を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記第２の磁性層又は前記第３の磁性層の前記ＲＥ―ＴＭの合金は、ＲＥの磁化がＴＭの磁化よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記積層体が、媒体移動方向に対して略垂直な方向に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記積層体が、媒体移動方向に対して略平行な方向に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項９】
前記磁気記録媒体は、隣接し合う記録トラック同士が非磁性部材を介して形成されたディスクリートトラック媒体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１０】
前記磁気記録媒体は、非磁性部材を介して孤立した記録磁性ドットが規則的に配列形成されたディスクリートビット媒体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い記録密度を実現するための方式として、「高周波磁界アシスト記録方式」が提案されている。高周波磁界アシスト記録方式では、記録信号周波数より十分に高い、磁気記録媒体の共鳴周波数付近の高周波磁界を局所的に印加する。この結果、磁気記録媒体が共鳴し、高周波磁界を印加された磁気記録媒体の保磁力（Ｈｃ）はもともとの保磁力の半分以下となる。このため、記録磁界に高周波磁界を重畳することにより、より高い保磁力（Ｈｃ）で、高い磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の磁気記録媒体への磁気記録が可能となる。この結果、熱ゆらぎによる記録ＳＮの劣化を抑制したまま、媒体の結晶粒の微細化が可能となり、高い記録密度でも十分なＳＮを得ることが可能となる。【０００３】
高周波磁界の発生手段として、スピントルク発振子を利用する手法も発明されている（例えば、特許文献１〜５、及び非特許文献１を参照）。この特許文献５に記載されている技術によれば、スピントルク発振子は、発振層と、スピン注入層と、発振層とスピン注入層との間に設けられた中間層により構成されている。電極を通じてスピントルク発振子に直流電流を通電すると、スピン注入層によって生じたスピントルクにより、発振層の磁化が強磁性共鳴を生じる。その結果、スピントルク発振子から高周波磁界が発生することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６０１１６６４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００２３９３８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２１９７７１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／００１９０４０Ａ１号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／００５２０９５号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE TRANSACTION ON MAGNETICS, VOL. 42, NO. 10, PP. 2670, “Bias-Field-Free Microwave Oscillator Driven by Perpendicularly Polarized Spin Current” by Xiaochun Zhu and Jian-Gang Zhu
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さらなる高密度記録用媒体に記録するには、高周波磁界を強める必要があり、発振層を十分発振させるためには、大量の直流電流を通電しなければならない。しかしながら、電流を大きくするとスピントルク発振子内でジュール熱が発生し、スピントルク発振子が劣化し易くなる。これは磁気記録再生装置の劣化にもつながる。このため、十分な強度の高周波磁界を発生可能な、十分な電流をスピントルク発振子に通電できない、という課題があった。【０００７】
そこで、本発明は少量の電流で高周波磁界を発振することができる磁気記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、主磁極と、第１の磁性層と、第２の磁性層と、第３の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた第１の中間層と、前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に設けられた第２の中間層と、を備えた磁気記録ヘッドと、前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、を備え、前記第１の磁性層は、ＴＭ合金を含む層であり、前記第２の磁性層は、ＴＭ合金、又はＲＥ−ＴＭ合金を含む層であり、前記第３の磁性層は、ＲＥ−ＴＭ合金を含む層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、小さな電流で高周波磁界を発振させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるスピントルク発振子を示す図。
【図２Ａ】第１の実施形態に係わるスピントルク発振子を示す図。
【図２Ｂ】第１の実施形態に係わるスピントルク発振子を示す図。
【図２Ｃ】第１の実施形態に係るスピントルク発振子を示す図。
【図２Ｄ】第１の実施形態に係るスピントルク発振子を示す図。
【図２Ｅ】第１の実施形態の変形例を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係わる磁気記録ヘッドを示す図。
【図４】第２の実施形態に係わるヘッドスライダを示す図。
【図５】第２の実施形態に係わる磁気記録ヘッドを説明するための図。
【図６Ａ】第２の実施形態に係わる磁気記録ヘッドを説明するための図。
【図６Ｂ】第２の実施形態に係わる磁気記録ヘッドを説明するための図。
【図６Ｃ】第２の実施形態の変形例を示す図。
【図６Ｄ】第２の実施形態の変形例を示す図。
【図７】本発明の第３の実施形態に係わる磁気記録再生装置を示す図。
【図８】第３の実施形態に係わる磁気記録再生装置を説明するための図。
【図９】第３の実施形態に係わる磁気記録媒体を説明するための図。
【図１０】第３の実施形態に係わる磁気記録媒体を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。また、以下説明する図面において、符号が一致するものは、同じものを示しており、重複した説明は省略する。
【００１２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係わるスピントルク発振子１０（以下、ＳＴＯと称する）について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係わるＳＴＯ１０を示す斜視図である。
【００１４】
本実施形態のＳＴＯ１０はスピン注入層２０（第１の磁性層）と、中間層３０（第１の中間層）と、発振層４０（第２の磁性層）と、中間層５０（第２の中間層）と、スピン注入層６０（第３の磁性層）とが、この順に積層された構造を有する。
【００１５】
この積層方向、すなわち、図１に示す矢印７０の方向に駆動電子流（駆動電流は駆動電子流７０の向きとは逆向きに流れる）を流すことにより、ＳＴＯ１０から高周波磁界を発生させることができる。このときの駆動電流の密度は５×１０７Ａ／ｃｍ２から１×１０９Ａ／ｃｍ２にするこが好ましく、所望の発振状態になるように適宜調整する。このとき、同じく積層方向に、図１に示す矢印７５の方向に外部磁界（ギャップ磁界）がＳＴＯ１０に印加される。外部磁界７５はコイル等を用いて印加することができる。ＳＴＯ１０から高周波磁界が発生する原理については後述する。
【００１６】
図２Ａに示すようにスピン注入層２０、６０に電極４１、４２を設けることで、ＳＴＯ１０に駆動電流を流すことができる。各電極はＴｉ、Ｃｕなどの電気抵抗が小さく、酸化されにくい材料を用いることができる。
【００１７】
スピン注入層６０は、分極率が高く、発振層４０との間で正のＧＭＲ効果を生じる、遷移金属（以下、ＴＭと称する）合金を含む人工格子、又はＴＭ合金を用いることができる。なお、ＴＭとはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの１つ、もしくはそれらの組合わせを示す。また、ＴＭ合金とは、ＴＭ含む合金を示す。具体的には、ＴＭ合金は、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＣｏＡｌ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＩｒ、Ｃｏ９９Ｆｅ１を用いることができる。これらの材料は、分極率が高いため、大きなスピントルクを発生することができる。このため、スピン注入層２０とスピン注入層６０の伝導電子による発振層４０へのスピントルクの合計１４５を効率よく大きくすることができる。さらに、ＴＭ合金として、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＣｒＴａＰｔ、ＣｏＣｒＴａＮｂ、ＴｂＦｅＣｏ、ＣｏＰｔ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｄ，ＦｅＰｄ、ＳｍＣｏを用いることができる。これらの材料は、膜面に対して垂直方向に磁化配向しているため、発振に必要な垂直方向のスピントルクを安定して供給可能であり、発振層４０へのスピントルクの合計１４５を効率よく大きくすることができる。
【００１８】
ＴＭ合金を含む人工格子としては、Ｆｅ／Ｃｏ、Ｃｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｎｉ、ＣｏＣｒＴａ／Ｐｄを用いることができる。なお、“／”は前後の材料を交互に５回以上積層している人工格子であることを示している。このように人工格子を形成することによって、膜面に対して垂直方向に磁化配向しているため、発振に必要な垂直方向のスピントルクを安定して供給可能であり、発振層４０へのスピントルクの合計１４５を効率よく大きくすることができる。
【００１９】
また、スピン注入層６０はＴＭ合金を含む人工格子と、ＴＭ合金を積層してもよい。積層することにより、スピントルクの大きさと垂直方向の磁化配向の最適化が可能となり、発振層４０へのスピントルクの合計１４５を効率よく大きくすることができる。スピン注入層６０の膜厚は１５ｎｍ〜２５ｎｍとすることが好ましい。
【００２０】
スピン注入層２０は、分極率が比較的高く、発振層４０との間で負のＧＭＲ効果を生じる、ＴＭと希土類金属（以下、ＲＥと称する）とのフェリ磁性ＲＥ−ＴＭ合金又は、積層フェリ構造を用いることができる。ＲＥとはＧｄ、Ｄｙ，Ｈｏ、Ｅｒ、ＴＭ、Ｇｄの１つ、もしくはそれらの組合わせを示す。
【００２１】
フェリ磁性ＲＥ−ＴＭ合金とは、ＲＥとＴＭの合金を示すが、具体的には、ＧｄＦｅｘ、ＤｙＦｅｙ、ＨｏＦｅｙ、ＥｒＦｅｙ、ＴｍＦｅｘ、ＧｄＣｏｙ（ｘは２〜３、ｙは２〜４）のいずれかであることが好ましいく（例えば、参考文献１「近角聡信、太田恵造、安達健五、津屋昇、石川義和編  磁性体ハンドブック（２００６年５月６日）朝倉書店  ｐｐ．２９０、ｐｐ．４２０、ｐｐ．５１２」を参照）、フェリ磁性を発現する上限温度（キュリー温度）がＳＴＯ１０の動作温度（３３３Ｋ〜３７３Ｋ）よりも高く、ＲＥの磁化がＴＭの磁化よりも大きな材料を用いればよい。
【００２２】
上記したＲＥ−ＴＭ合金を構成するＲＥの１原子あたりの磁化は、Ｇｄで７μＢ、Ｄｙで１０μＢ、Ｈｏで１０μＢ、Ｅｒで９μＢ、Ｔｍで７μＢである。ＴＭの１原子あたりの磁化は、Ｆｅで２．２μＢ、Ｃｏで１．７μＢ、Ｎｉで０．６μＢである。上記したＲＥ−ＴＭ合金を構成するＲＥ及びＴＭの磁化から、上記した化合物のｘの値を見積もることができる。
【００２３】
例えば、ＧｄＦｅｘの場合、Ｆｅ（ＴＭ）の磁化に対して、Ｇｄ（ＲＥ）の磁化は約３倍の大きさを有することから、Ｇｄ１原子に対してＦｅが３原子の組成までは、ＲＥの磁化がＴＭの磁化よりも大きくなる。
【００２４】
参考文献１によるとｘが２の場合、上記した化合物のキュリー温度はＧｄＦｅ２で８１３Ｋ、ＤｙＦｅ２で６６３Ｋ、ＨｏＦｅ２で６０８Ｋ、ＥｒＦｅ２４７３Ｋ、ＴｍＦｅ２で６１３Ｋ、ＧｄＣｏ２で４１２Ｋである。
【００２５】
一般的に、ＲＥとＴＭの合金において、ＴＭの含有率がＲＥに対して大きくなると、キュリー温度は上昇することが知られている。よって、ｘが３、ｙが３〜４の場合でも上記した化合物を用いることができる。
【００２６】
なお、ＧｄＦｅｘ−ｚＣｏｚ（ｘは２〜３、ｚは０〜ｘ）を用いることもできる。ＧｄＦｅｘ−ｚＣｏｚのＴＭの磁化は、ＧｄＦｅｘのＴＭの磁化と、ＧｄＣｏｘのＴＭの磁化の中間となる。ＧｄＦｅｘ−ｚＣｏｚのキューリー温度も、同様に、ＧｄＦｅｘのキューリー温度と、ＧｄＣｏｘのキューリー温度の中間になる。このためＦｅとＣｏの組成比を調整することで、とキューリー温度を保ったまま、ＴＭの磁化を調節することができる。このことにより、発振層４０へのスピントルクの合計１４５を効率よく大きくすることができる。
【００２７】
また、スピン注入層２０を積層フェリ構造とする場合には、スピン注入層６０で用いるＴＭ合金を中間層を介して積層し、磁性層材料の磁化が略反平行状態となる構造とすることができる。積層フェリ構造とは、中間層をＴＭ合金を含む層で挟んだ構造をいう。これは、積層フェリ構造を構成するスピン注入層２０の磁性膜のうち中間層３０に接する磁性層の磁化の方向を制御し、発振層４０へのスピントルクの合計１４５を効率よく大きくするためである。この場合には、中間層の材料としては、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｕ等の貴金属を用いることが好ましく、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ等の非磁性遷移金属を利用することも可能である。中間層の膜厚は、磁性層材料の磁化が略反平行状態となるよう、０．３〜１ｎｍとすることが望ましい。スピン注入層２０の膜厚は１０ｎｍ〜２５ｎｍとすることが好ましい。
【００２８】
発振層４０は、分極率が高く、発振時に磁界を発生する、高い飽和磁束密度および軟磁性特性に優れた、スピン注入層６０で用いるＴＭ合金を含む人工格子、ＴＭ合金、スピン注入層２０で用いるフェリ磁性ＲＥ−ＴＭ合金又は、積層フェリ構造を用いることができる。これらの材料を用いることにより、安定した発振が可能となるため、大きな高周波磁界を発生することが可能となる。また、発振層４０は上記のＴＭ合金を含む人工格子と、ＴＭ合金、フェリ磁性ＲＥ−ＴＭ合金、または、積層フェリ構造を積層してもよい。積層することにより、スピントルクの大きさと飽和磁束密度を調節することが可能となり、安定な発振が可能となる。発振層４０の膜厚は１５ｎｍ〜２５ｎｍとすることが好ましい。
【００２９】
中間層３０、５０は、スピン透過率の高い材料（Ｃｕ）からなっており、膜厚は２ｎｍ〜３ｎｍであることが好ましい。スピン注入層２０、６０と発振層４０間で、スピン偏極を伝達し、かつ、磁気的に結合するのを弱めるために用いる。中間層３０、５０としては、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇなどのスピン透過率の高い材料を用いることができる。
【００３０】
ＳＴＯ１０の形状は直方体だけでなく、円柱状や六角柱状としてもよい。
【００３１】
次に、本実施形態に係わるＳＴＯ１０の動作原理について説明する。
【００３２】
図２Ｂは、本実施形態に係るＳＴＯ１０の伝導電子のスピン偏極およびＧＭＲ効果を説明するための概念図である。スピン注入層２０からスピン注入層６０に向かって、外部磁界７５を印加し、駆動電子流７０は通電していない場合を示す。
【００３３】
外部磁界７５をＳＴＯ１０に印加することよって、スピン注入層２０の磁化８０、スピン注入層６０の磁化９０、および、発振層４０の磁化１００は、外部磁界７５と平行となっている。これは、スピン注入層２０、スピン注入層６０、発振層４０の保磁力が外部磁界７５の大きさよりも小さいからである。また、フェリ磁性体であるスピン注入層２０のＲＥの磁化は、ＴＭの磁化より大きいため、スピン注入層２０のＲＥの磁化８１は、外部磁界７５と平行に、スピン注入層２０のＴＭの磁化８２は反平行となる。
【００３４】
スピン注入層６０でのｓ-ｄ軌道相互作用により、スピン注入層６０の磁化９０と、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０とは平行となる。同様に、発振層４０の磁化１００と、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１３７は、外部磁界７５と平行でとなる。
【００３５】
このため、スピン注入層６０の磁化９０と、発振層４０の磁化１００とが平行な時、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０と、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１４０とが平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過しやすい低抵抗状態となる。一方、磁化が反平行（図示していない）の場合は、スピン偏極も反平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過困難な高抵抗状態となる。すなわちこれは、スピン注入層６０と発振層４０との間に正のＧＭＲ効果が生じていることを示している。
【００３６】
また、スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０は、スピン注入層２０のＴＭとのｓ-ｄ軌道相互作用により、スピン注入層２０のＴＭの磁化８２と平行となる。これはスピン注入層２０の磁化８０と反平行である。このため、スピン注入層２０の磁化８０と、発振層４０の磁化１００とが平行なとき、スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０と、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１３７とが反平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過困難な、高抵抗状態となる。一方、磁化が反平行（図示していない）の場合には、スピン偏極が平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過しやすい低抵抗状態となる。すなわちこれは、スピン注入層２０と発振層４０との間に負のＧＭＲ効果が生じていることを示している。
【００３７】
図２Ｃは本実施形態に係わるＳＴＯ１０の動作を説明するための概念図である。スピン注入層２０からスピン注入層６０に向かって、外部磁界７５を印加し、さらに駆動電子流７０を流す場合を示す。
【００３８】
外部磁界７５をＳＴＯ１０に印加することよって、スピン注入層２０の磁化（磁化８０）、スピン注入層６０の磁化（磁化９０）は外部磁界７５と同一方向に向く。これは、スピン注入層２０、６０の保磁力が外部磁界７５の大きさよりも小さいからである。
【００３９】
スピン注入層２０のスピン偏極した伝導電子が、発振層４０へ透過して流入し、伝導電子のスピン偏極の角運動量が、発振層４０の磁化へ受け渡される。これが、発振層４０へのスピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５である。発振層４０へ透過した伝導電子によるスピントルクである、発振層４０へのスピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５は、スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０と平行となり、外部磁界７５と反平行となる。
【００４０】
また一方、発振層４０の伝導電子がスピン注入層６０へ流入する時、スピン注入層４０の伝導電子と平行にスピン偏極した伝導電子は流入する。しかし、反平行にスピン偏極した伝導電子は反射され、スピン偏極の角運動量が発振層４０の磁化へ受け渡される。これが、発振層４０へのスピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５である。発振層４０へ反射した伝導電子によるスピントルクである、発振層４０へのスピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５は、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０と反平行となり、外部磁界７５と反平行となる。
【００４１】
この発振層４０での２つのスピントルク（スピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５、および、スピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５）は、お互いに平行であり強めあう。この発振層４０へのスピントルクの合計１４５が外部磁界７５とつりあう。さらに発振層４０の保磁力は外部磁界７５の大きさより小さく、発振層４０の磁化１００は自由な運動が可能であるため、発振層４０の磁化１００が発振し、高周波磁界を発生する。
【００４２】
上記したように正・負のＧＭＲ効果を及ぼす２種類のスピン注入層（スピン注入層２０およびスピン注入層６０）を用いることで、スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０と、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０が反平行となり、スピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５、及びスピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５が平行となり、お互いに強めあうので、本実施形態の効果は得られる。上記構成をとっていれば、本実施形態の効果は得られるので、駆動電子流７０及び外部磁界７５は互いに略平行・略反平行にとらわれず、任意の角度であっても良い。また、外部磁界７５と発振層４０へのスピントルクの合計１４５がつりあうことにより、発振層４０が発振するため、駆動電子流７０の向きは、フェリ磁性のスピン注入層（スピン注入層２０）から、他方のスピン注入層（スピン注入層６０）へ流れる向きであることが望ましい。
【００４３】
図２Ｄは本実施形態に係わるＳＴＯ１０の動作を説明するための概念図である。外部磁界７５をスピン注入層６０からスピン注入層２０に向かう方向とする場合を示す。
【００４４】
なお、図２Ｄの上図は、外部磁界７５を印加したときの図を、下図は、外部磁界７５を印加して駆動電子流７０を通電している図を示す。
【００４５】
スピン注入層２０の保磁力、スピン注入層６０の保磁力、発振層４０の保磁力は外部磁界７５の大きさよりも小さい。これにより、外部磁界７５の方向が反転した場合でも、スピン注入層２０の磁化８０、スピン注入層６０の磁化９０、と発振層４０の磁化１００を、外部磁界７５の方向と略平行に保つことが可能となる。さらに、駆動電子流７５を通電した場合の発振層４０へのスピントルクの方向の説明は、外部磁界７５の向きが注入層２０から注入層６０の場合と同様となるので詳細は省略するが、最終的に、発振層４０へのスピントルクの合計１４５と外部磁界７５とがつりあうため、発振層４０は安定に発振する。このように、外部磁界７５の方向に寄らず、発振層４０の安定した発振が可能となり、安定した高周波磁界を発生する。その結果、記録媒体へ上向き磁化、および、下向き磁化の両方を安定に記録することが可能となる。
【００４６】
本実施形態に係わるＳＴＯ１０は負のＧＭＲと正のＧＭＲを備えた２つスピン注入層を用いることによって、２つのスピン注入層からのスピントルク（スピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５及びスピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５）の向きを略平行とし、強めあうことができるので、小さな駆動電子流７０で高周波磁界を発振させることができる。さらに、発振層４０の膜厚を厚くすることにより、十分な強度の高周波磁界を発生させることが可能である。
【００４７】
なお、スピン注入層にＲＥ−ＴＭ層を用いたものが知られている（例えば、米国特許第７２３９２６５号明細書を参照）。しかしながら、ＲＥ−ＴＭ層のみでは、スピントルクが足りず、強い高周波磁界を発生することが可能な発振層を発振させることが不可能である。
【００４８】
（変形例１）
図２Ｅは、第１の実施形態の変形例を示す図である。
【００４９】
なお、図２Ｅの上図は、外部磁界７５を印加したときの図を、下図は、外部磁界７５を印加して駆動電子流７０を通電している図を示す。
【００５０】
本変形例のＳＴＯ１０は、スピン注入層６０（第３の磁性層）と、中間層５０（第２の中間層）と、発振層４０（第２の磁性層）と、中間層３０（第１の中間層）と、スピン注入層２０（第１の磁性層）とが、この順に積層された構造を有する。
【００５１】
本変形例において、外部磁界７５をスピン注入層６０からスピン注入層２０の向きに印加している。駆動電子流７０は、フェリ磁性のスピン注入層２０から、スピン注入層６０の向きに通電している。
【００５２】
スピン注入層６０と発振層４０との間で負のＧＭＲが、発振層４０とスピン注入層２０との間で正のＧＭＲが生じる構成をとれば、第１の実施形態の効果は得られる。
【００５３】
このとき、スピン注入層６０は、膜面に対し垂直方向に磁化配向する材料（ＣｏＰｔ膜）からなっている。
【００５４】
また、発振層４０とスピン注入層２０には、フェリ磁性ＲＥ−ＴＭ合金膜（ＧｄＦｅ３膜）からなっており、発振層４０についてもスピン注入層２０と同様の材料を用いることができる。なお、スピン注入層２０の磁化を固着するために、スピン注入層２０はフェリ磁性膜と垂直方向に磁化配向する膜との積層膜とするか、スピン注入層２０は発振層４０より十分磁気体積（飽和磁束密度（Ｂｓ）と体積の積）を大きくすることが望ましい。
【００５５】
次に、本変形例の動作原理について説明する。
【００５６】
図２Ｅの上図は、本変形例に係るＳＴＯ１０の伝導電子のスピン偏極及びＧＭＲ効果を説明するための概念図である。スピン注入層６０からスピン注入層２０に向かって、外部磁界７５を印加し、駆動電子流７０は通電していない場合を示す。
【００５７】
外部磁界７５をＳＴＯ１０に印加することによって、スピン注入層６０の磁化９０、発振層４０の磁化１００、及びスピン注入層２０の磁化８０は、外部磁界７５と平行となっている。これは、スピン注入層２０、発振層４０、及びスピン注入層６０の保磁力が外部磁界７５の大きさよりも小さいからである。また、フェリ磁性体である、発振層４０のＲＥの磁化１０１及びスピン注入層２０のＲＥの磁化８１は、それぞれのＴＭの磁化１０２、８２より大きいため、発振層４０のＲＥの磁化１０１及びスピン注入層２０のＲＥの磁化８１は、外部磁界７５と平行に、発振層４０のＴＭの磁化１０２及びスピン注入層２０のＴＭの磁化８２は外部磁界７５と反平行となる。
【００５８】
スピン注入層６０でのｓ-ｄ軌道相互作用により、スピン注入層６０の磁化９０と、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０とは平行となる。
【００５９】
また、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１３７は、発振層４０のＴＭとのｓ−ｄ軌道相互作用により、発振層４０のＴＭの磁化１０２と平行となる。これは、発振層４０の磁化１００と反平行である。このため、スピン注入層６０の磁化９０と、発振層４０の磁化１００とが平行なとき、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０と、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１３７とが反平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過困難な、高抵抗状態となる。一方、磁化が反平行（図示せず）の場合には、スピン偏極が平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過しやすい低抵抗状態となる、すなわちこれは、スピン注入層６０と発振層４０との間に負のＧＭＲ効果が生じていることを示している。
【００６０】
スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０も、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１３７と同様に、スピン注入層２０のＴＭとのｓ−ｄ軌道相互作用により、スピン注入層２０のＴＭの磁化８２と平行となる。これは、スピン注入層２０の磁化８０と反平行である。スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０は、外部磁界７５と反平行となる。
【００６１】
このため、発振層４０の磁化１００と、スピン注入層２０の磁化８０が平行な時、スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０と、発振層４０の伝導電子のスピン偏極１３７とが平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過しやすい低抵抗状態となる。一方、磁化が反平行（図示せず）の場合は、スピン偏極も反平行となり、スピン偏極した伝導電子が通過困難な高抵抗状態となる。すなわち、これは、発振層４０とスピン注入層２０との間に正のＧＭＲ効果が生じていることを示している。
【００６２】
図２Ｅの下図は、本変形例に係るＳＴＯ１０の動作を説明するための概念図である。スピン注入層６０からスピン注入層２０に向かって、外部磁界７５を印加し、さらに、スピン注入層２０からスピン注入層６０に向かって駆動電子流７０を流す場合を示す。
【００６３】
外部磁界７５をＳＴＯ１０に印加することよって、スピン注入層６０の磁化（磁化９０）とスピン注入層２０の磁化（磁化８０）は外部磁界７５と同一方向に向く。これは、スピン注入層２０、６０の保磁力が外部磁界７５の大きさよりも小さいからである。
【００６４】
スピン注入層２０のスピン偏極した伝導電子が、発振層４０へ透過して流入し、伝導電子のスピン偏極の角運動量が、発振層４０の磁化へ受け渡される。これが、発振層４０へのスピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５である。発振層４０へ透過した伝導電子によるスピントルクである、発振層４０へのスピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５は、スピン注入層２０の伝導電子のスピン偏極１２０と平行となり、外部磁界７５と反平行となる。
【００６５】
また一方、発振層４０の伝導電子がスピン注入層６０へ流入する時、スピン注入層６０の伝導電子と平行にスピン偏極した伝導電子は流入する。しかし、反平行にスピン偏極した伝導電子は反射され、スピン偏極の角運動量が発振層４０の磁化へ受け渡される。これが、発振層４０へのスピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５である。発振層４０へ反射した伝導電子によるスピントルクである、発振層４０へのスピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５は、スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極１３０と反平行となり、外部磁界７５と反平行となる。
【００６６】
この発振層４０での２つのスピントルク（スピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク１２５、および、スピン注入層６０の伝導電子によるスピントルク１３５）は、お互いに平行であり強めあう。この発振層４０へのスピントルクの合計１４５が外部磁界７５とつりあう。さらに発振層４０の保磁力は外部磁界７５の大きさより小さく、発振層４０の磁化１００は自由な運動が可能であるため、発振層４０の磁化１００が発振し、高周波磁界を発生する。
【００６７】
本変形例により、少量の駆動電子流７０（少量の駆動電流）で高周波磁界を発生させることができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係わる磁気記録ヘッドについて説明する。
【００６９】
図３は本実施形態に係わる磁気記録ヘッド１４０を示す図である。
【００７０】
本実施形態に係わる磁気記録ヘッド１４０は、再生ヘッド部１５０と、書き込みヘッド部１６０とを備える。再生ヘッド部１５０は磁気シールド層１７０と、磁気シールド層１８０と、磁気再生素子１９０とを有する。磁気再生素子１９０は磁気シールド層１７０と磁気シールド層１８０との間に設けられる。
【００７１】
書き込みヘッド部１６０は主磁極２００と、シールド２１０（リターンパス）と、励磁コイル２２０と、ＳＴＯ１０とを有する。再生ヘッド部１４０を構成する各要素、及び書き込みヘッド部１５０を構成する各要素は、アルミナ等の絶縁体（図示せず）により分離される。
【００７２】
磁気再生素子１９０としては、ＧＭＲ素子やＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｒｏ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子などを利用することができる。再生分解能をあげるために、磁気再生素子１９０は磁気シールド層１７０、１８０の間に設けられる。
【００７３】
磁気記録媒体２３０は、媒体基板２４０とその上に設けられた磁気記録層２５０とを有する。書き込みヘッド部１６０から印加される磁界により磁気記録層２５０の記録磁化２６０が所定の方向に制御され、書き込みがなされる。再生ヘッド部１５０は、磁気記録層２５０の記録磁化２６０の方向を読み取る。
【００７４】
電極４１、４２は主磁極２００及びシールド２１０に埋め込まれている。電極４１、４２は本実施形態のように主磁極２００及びシールド２１０に埋め込まれてもよいし、主磁極２００およびシールド２１０と、ＳＴＯ１０の間に電極４１、電極４２を設置しても良い。さらに、第１の実施形態で説明したようにＳＴＯ１０を挟むように外部から接続してもよい。
【００７５】
主磁極２００及びシールド２１０は、ＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＮｉＦｅ、
ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮ、ＦｅＳｉ、ＦｅＡｌＳｉなどの、比較的、飽和磁束密度の大きい軟磁性層で構成されている。
【００７６】
励磁コイル２２０は、Ｔｉ、Ｃｕなどの電気抵抗が低く、酸化されにくい材料を用いることができる。
【００７７】
図４は本実施形態の磁気記録ヘッド１４０が設けられるヘッドスライダ２８０の斜視図である。
【００７８】
図４に示すように、本実施形態で説明した磁気記録ヘッド１４０はヘッドスライダ２８０に設けられる。ヘッドスライダ２８０は、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣなどからなり、磁気ディスクなどの磁気記録媒体２３０の上を、浮上又は接触しながら相対的に運動できるように設計されている。
【００７９】
図５は本実施形態に係わる磁気記録ヘッド１４０の斜視図である。
【００８０】
図５は、ＳＴＯ１０が主磁極２００とシールド２１０との間に挟まれた様子を示す。
【００８１】
スピン注入層２０からスピン注入層６０に向かって積層されたＳＴＯ１０において、積層方向に対して、主磁極２００とシールド２１０が対向して設けられている。すなわち、ＳＴＯ１０の積層方向と、媒体移動方向２７０とは平行となっている。
【００８２】
主磁極２００とシールド２１０とを設けることによって、主磁極２００からシールド２１０に向かって外部磁界（ギャップ磁界）７５をＳＴＯ１０に印加することができる。
【００８３】
ＳＴＯ１０の構成、動作原理は第１の実施形態の説明と同様であるので省略する。
【００８４】
図６Ａは本実施形態に係わる磁気記録ヘッド１４０の変形例である。
【００８５】
図６Ａは、ＳＴＯ１０が主磁極２００とシールド２１０との間に挟まれた様子を示す。図６Ａでは、スピン注入層２０からスピン注入層６０に向かって積層されたＳＴＯ１０において、積層方向に対して垂直方向に主磁極２００とシールド２１０が対向して設けられている。積層方向は、スピン注入層６０からスピン注入層２０に向かう方向でもよい。このとき、ＳＴＯ１０の積層方向と、媒体移動方向２７０とは垂直となっている。ＳＴＯ１０の動作原理は第１の実施形態の説明と同様であるので省略する。
【００８６】
このように、ＳＴＯ１０の積層方向を媒体移動方向２７０と垂直にすることによって、シールド２１０と主磁極２００との距離を短くすることができ、書き込み時の線記録密度を向上させることができる。
【００８７】
また、例えば、図６Ｂに示すように、スピン注入層２０は、第１の層８３と第２の層８４の間にＲｕの層を有する積層フェリ構造とすることができる。第１の層８３は第２の層８４よりも磁気膜厚（飽和磁束密度（Ｂｓ）と膜厚の積）が厚く、第1の層８３は１０〜２０ｎｍとし、第２の層８４は５〜１５ｎｍとすることが望ましい。Ｒｕの層の膜厚を０．５〜１ｎｍに調整することで、第１の層８３と、第２の層８４は反強磁性結合となることが望ましい。第１の層８３、第２の層８４は、ＣｏＩｒ等やＦｅＣｏ等の発振層４０に用いる材料を用いることができる。Ｒｕの層の材料としては、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｕ等の貴金属を用いることが好ましく、Ｃｒ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ等の非磁性遷移金属を利用することも可能である。これらの材料をもちいることで、スピン注入層２０は、第１の層８３と第２の層８４とが反平行に磁化する積層フェリ構造となる。
【００８８】
図５、図６Ａ、図６Ｂのような構成により、少量の駆動電子流７０（少量の駆動電流）で高周波磁界を発生させることができる。さらに、本実施形態によるＳＴＯ１０の高周波磁界発振によって高い記録能力を有する磁気記録ヘッドを提供することができる。
【００８９】
（変形例２）
図６Ｃは、第２の実施形態の変形例を示す図である。
【００９０】
本変形例に係る磁気記録ヘッド１４０は、中間層５０、発振層４０、中間層３０、スピン注入層２０の順に積層された積層体において、積層方向に対して、シールド２１０と主磁極２００が対向して設けられている。すなわち、ＳＴＯ１０の積層方向と、媒体移動方向２７０とは平行となっている。
【００９１】
このとき、シールド２１０は、電極４２とスピン注入層６０の働きを有している。これは、シールド２１０が軟磁性の材料で構成されているからである。
【００９２】
駆動電子流７０の通電の向きは、フェリ磁性層からなるスピン注入層２０からシールド２１０の方向である。本変形例の構成により、少量の駆動電子流７０（少量の駆動電流）で高周波磁界を発生させることができる。
【００９３】
シールド２１０がスピン注入層６０の働きを有することによって、シールド２１０と主磁極２００との距離を短くすることができ、書き込み時の線記録密度を向上させることができる。
【００９４】
（変形例３）
図６Ｄは、第２の実施形態の変形例を示す図である。
【００９５】
本変形例に係る磁気記録ヘッド１４０は、発振層４０、中間層３０、スピン注入層２０の順に積層された積層体において、積層方向に対して垂直方向にシールド２１０と主磁極２００が対向して設けられている。すなわち、ＳＴＯ１０の積層方向と、媒体移動方向２７０とは垂直となっている。また、発振層４０とシールド２１０の間には中間層５０が設けられている。
【００９６】
このとき、シールド２１０は、電極４２とスピン注入層６０の働きを有している。これは、シールド２１０が軟磁性の材料で構成されているからである。
【００９７】
駆動電子流７０は、フェリ磁性層からなるスピン注入層２０から中間層３０、発振層４０、中間層５０、シールド２１０の順に通電する。
【００９８】
シールド２１０がスピン注入層６０の働きを有することによって、少量の駆動電子流７０（少量の駆動電流）で高周波磁界を発生させるだけでなく、シールド２１０と主磁極２００との距離を短くすることができ、書き込み時の線記録密度を向上させることができる。
【００９９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係わる磁気記録再生装置、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録媒体について説明する。
【０１００】
図７は本実施形態に係わる磁気記録再生装置を示す斜視図である。
【０１０１】
図７に示すように、本実施形態に係わる磁気記録再生装置３１０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。磁気記録媒体２３０は、スピンドルモータ３３０に設けられ、駆動制御部（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により媒体移動方向２７０の方向に回転する。磁気記録再生装置３１０は、複数の磁気記録媒体２３０を備えてもよい。
【０１０２】
磁気記録媒体２３０に格納する情報の記録再生を行うヘッドスライダ２８０は、第２の実施形態で説明した構成を有する。ヘッドスライダ２８０は薄膜状のサスペンション３５０の先端に取り付けられている。ヘッドスライダ２８０は、第２の実施形態で説明した磁気記録ヘッド１４０をヘッドスライダ２８０の先端付近に設けられている。
【０１０３】
磁気記録媒体２３０が回転すると、サスペンション３５０により押し付け圧力とヘッドスライダ２８０の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあう。ヘッドスライダ２８０の媒体対向面は、磁気記録媒体２３０の表面から所定の浮上量をもって保持される。ヘッドスライダ２８０が磁気記録媒体２３０と接触する「接触走行型」としてもよい。
【０１０４】
サスペンション３５０は、駆動コイル（図示せず）を保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム３６０の一端に接続されている。アクチュエータアーム３６０の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ３７０が設けられている。ボイスコイルモータ３７０は、アクチュエータアーム３６０のボビン部に巻き上げられた駆動コイル（図示せず）と、この駆動コイルを挟み込むように対向して設けられた永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路から構成することができる。
【０１０５】
アクチュエータアーム３６０は、軸受部３８０の上下２箇所に設けられたボールベアリング（図示せず）によって保持され、ボイスコイルモータ３７０により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッド１４０を磁気記録媒体２３０の任意の位置に移動可能となる。
【０１０６】
図８（ａ）は、本実施形態に係わる磁気記録再生装置３１０の一部を構成するヘッドスタックアセンブリ３９０を示す。
【０１０７】
図８（ｂ）は、ヘッドスタックアセンブリ３９０の一部となる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））４００を示す斜視図である。
【０１０８】
図８（ａ）に示すように、ヘッドスタックアセンブリ３９０は、軸受部３８０と、この軸受部３８０から延出したヘッドジンバルアセンブリ４００と、軸受部３８０からヘッドジンバルアセンブリ４００と反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル４１０を支持した支持フレーム４２０を有する。
【０１０９】
図８（ｂ）に示すように、ヘッドジンバルアセンブリ４００は、軸受部３８０から延出したアクチュエータアーム３６０と、アクチュエータアーム３６０から延出したサスペンション３５０とを有する。
【０１１０】
サスペンション３５０の先端には、第２の実施形態で説明した磁気記録ヘッド１４０を有するヘッドスライダ２８０が設けられている。
【０１１１】
本実施形態に係わる磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））４００は、第２の実施形態で説明した磁気記録ヘッド１４０と、磁気記録ヘッド１４０が設けられたヘッドスライダ２８０と、ヘッドスライダ２８０を一端に搭載するサスペンション３５０と、サスペンション３５０の他端に接続されたアクチュエータアーム３６０とを備える。
【０１１２】
サスペンション３５０は、信号の書き込み及び読み取り用、浮上量調整のためのヒータ用、ＳＴＯ１０用のリード線（図示せず）を有し、このリード線とヘッドスライダ２８０に組み込まれた磁気記録ヘッド１４０の各電極とが電気的に接続される。電極パッド（図示せず）はヘッドジンバルアセンブリ４００に設けられる。本実施形態では、電極パッドは８個設けられる。主磁極２００のコイル用の電極パッドが２つ、磁気再生素子１９０用の電極パッドが２つ、ＤＦＨ（ダイナミックフライングハイト）用の電極パッドが２つ、ＳＴＯ１０用の電極パッドが２つ設けられている。
【０１１３】
信号処理部３８５（図示せず）が、図７に示す磁気記録再生装置３１０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部３８５は、磁気記録ヘッド１４０を用いて磁気記録媒体２３０への信号の書き込みと読み出しを行う。信号処理部３８５の入出力線は、ヘッドジンバルアセンブリ４００の電極パッドに接続され、磁気記録ヘッド１４０と電気的に結合される。
【０１１４】
本実施形態に係わる磁気記録再生装置３１０は、磁気記録媒体２３０と、磁気記録ヘッド１４０と、磁気記録媒体２３０と磁気記録ヘッド１４０とを離間させ、又は、接触させた状態で対峙させながら相対的に移動可能とした可動部と、磁気記録ヘッド１４０を磁気記録媒体２３０の所定記録位置に位置あわせする位置制御部と、磁気記録ヘッド１４０を用いて磁気記録媒体２３０への書き込みと読み出しを行う信号処理部３８５とを備える。
【０１１５】
上記の磁気記録媒体２３０として、磁気記録媒体２３０が用いられる。上記の可動部は、ヘッドスライダ２８０を含むことができる。上記の位置制御部は、ヘッドジンバルアセンブリ４００を含むことができる。
【０１１６】
磁気記録再生装置３１０は、磁気記録媒体２３０と、ヘッドジンバルアセンブリ４００と、ヘッドジンバルアセンブリ４００に搭載された磁気記録ヘッド１４０を用いて磁気記録媒体２３０への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部３８５とを備える。
【０１１７】
磁気記録再生装置３１０は、ＳＴＯ１０及び磁気記録ヘッド１４０を用いることで、少量の駆動電子流７０（少量の駆動電流）で高周波磁界を発振させることができる。さらに、本実施形態による高周波磁界発振によって高密度の磁気記録を実現できる磁気記録再生装置を提供することができる。
【０１１８】
磁気記録再生装置３１０において、ＳＴＯ１０は、主磁極２００のリーディング側に設けることができる。この場合、動作時において磁気記録媒体２３０の磁気記録層２５０は、まず、ＳＴＯ１０に対向し、その後に主磁極２００に対向する。
【０１１９】
磁気記録再生装置３１０において、ＳＴＯ１０は、主磁極２００のトレーリング側に設けることができる。この場合、動作時において磁気記録媒体２３０の磁気記録層２５０は、まず、主磁極２００に対向し、その後にＳＴＯ１０に対向する。
【０１２０】
図９は、本実施形態に係わる磁気記録再生装置の磁気記録媒体の構成を示す斜視図である。
【０１２１】
図９に示すように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置に用いられる磁気記録媒体２３０は、非磁性体（あるいは空気）４３０により互いに分離された垂直配向した多粒子系の磁性ディスクリートトラック（記録トラック）４４０を有する。この磁気記録媒体２３０がスピンドルモータ３３０により回転され、媒体移動方向２７０に向けて移動する際に、第２の実施形態で説明した磁気記録ヘッド１４０のいずれかが設けられ、これにより、記録磁化２６０を形成することができる。
【０１２２】
このように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置においては、磁気記録媒体２３０は、隣接し合う記録トラック同士が非磁性部材を介して形成されたディスクリートトラック媒体とすることができる。
【０１２３】
ＳＴＯ１０の記録トラック幅方向の幅（ＴＳ）を記録トラック４４０の幅（ＴＷ）以上で、かつ記録トラックピッチ（ＴＰ）以下とすることによって、ＳＴＯ１０から発生する漏れ高周波磁界による隣接記録トラックの保磁力低下を大幅に抑制することができる。このため、本具体例の磁気記録媒体２３０では、記録したい記録トラック４４０のみを効果的に高周波磁界アシスト記録することができる。
【０１２４】
本具体例によれば、いわゆる「べた膜状」の多粒子系垂直媒体を用いるよりも、狭トラックすなわち高トラック密度の高周波アシスト記録装置を実現することが容易になる。また、高周波磁界アシスト記録方式を利用し、さらに従来の磁気記録ヘッドでは書き込み不可能なＦｅＰｔやＳｍＣｏ等の高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）の媒体磁性材料を用いることによって、媒体磁性粒子をナノメートルのサイズまでさらに微細化することが可能となり、記録トラック方向（ビット方向）においても、従来よりも遥かに線記録密度の高い磁気記録再生装置を実現することができる。
【０１２５】
本実施形態に係る磁気記録再生装置によれば、ディスクリート型の磁気記録媒体２３０において、高い保磁力を有する磁気記録層に対しても確実に記録することができ、高密度かつ高速の磁気記録が可能となる。
【０１２６】
図１０は、本発実施形態に係わる磁気記録再生装置の別の磁気記録媒体の構成を示す斜視図である。
【０１２７】
図１０に示すよう、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置に用いることができる別の磁気記録媒体２３０は、非磁性体４３０により互いに分離された磁性ディスクリートビット４６０を有する。この磁気記録媒体２３０がスピンドルモータ３３０により回転され、媒体移動方向２７０に向けて移動する際に、本発明の実施形態に係る磁気記録ヘッド１４０により、記録磁化２６０を形成することができる。
【０１２８】
このように、本発明の実施形態に係る磁気記録再生装置においては、磁気記録媒体２３０は、非磁性部材を介して孤立した記録磁性ドットが規則的に配列形成されたディスクリートビット媒体とすることができる。
【０１２９】
本実施形態に係る磁気記録再生装置によれば、ディスクリート型の磁気記録媒体２３０において、高い保磁力を有する磁気記録層に対しても確実に記録することができ、高密度かつ高速の磁気記録が可能となる。
【０１３０】
この具体例においても、ＳＴＯ１０の記録トラック幅方向の幅（ＴＳ）を記録トラック４４０の幅（ＴＷ）以上で、かつ記録トラックピッチ（ＴＰ）以下とすることによって、ＳＴＯ１０から発生する漏れ高周波磁界による隣接記録トラックの保磁力低下を大幅に抑制することができるため、記録したい記録トラック４４０のみを効果的に高周波磁界アシスト記録することができる。本具体例を用いれば、使用環境下での熱揺らぎ耐性を維持できる限りは、磁性ディスクリートビット４６０の高磁気異方性エネルギー（Ｋｕ）化と微細化を進めることで、１０Ｔｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ２以上の高い記録密度の高周波磁界アシスト記録装置を実現できる可能性がある。
【０１３１】
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。上記の実施例に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備える限り、本発明の範囲に包含される。例えば、本発明の実施例が備える各要素およびその配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【０１３２】
また、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【０１３３】
１０  …  スピントルク発振子（ＳＴＯ）、２０  …  スピン注入層（第１の磁性層）、３０  …  中間層（第１の中間層）、４０  …  発振層（第２の磁性層）、４１、４２  …  電極、５０  …  中間層（第２の中間層）、６０  …  スピン注入層（第３の磁性層）、７０  …  駆動電子流、７５  …  外部磁界（ギャップ磁界）、８０  …  スピン注入層２０の磁化、８１  …  スピン注入層２０のＲＥの磁化、８２  …  スピン注入層２０のＴＭの磁化、９０  …  スピン注入層６０の磁化、１００  …  発振層４０の電子スピン、１２０  …  スピン注入層２０の伝導電子のスピンの偏極、１２５  …  スピン注入層２０の伝導電子によるスピントルク、１３０  …  スピン注入層６０の伝導電子のスピン偏極、１３７  …  発振層４０の伝導電子のスピン偏極、１４０  …  磁気記録ヘッド、１５０  …  再生ヘッド部、１６０  …  書き込みヘッド部、１７０、１８０  …  磁気シールド層、１９０  …  磁気抵抗効果素子、２００  …  主磁極、２１０  …  シールド（リターンパス）、２２０  …  励磁コイル、２３０  …  磁気記録媒体、２４０  …  媒体基板、２５０  …  磁気記録層、２６０  …  記録磁化、２７０  …  媒体移動方向、２８０  …  ヘッドスライダ、２９０  …  空気流入側、３００  …  空気流出側、３１０  …  磁気記録再生装置、３３０  …  スピンドルモータ、３５０  …  サスペンション、３６０  …  アクチュエータアーム、３７０  …  ボイスコイルモータ、３８０  …  軸受部、３８５  …  信号処理部、３９０  …  ヘッドスタックアセンブリ、４００  …  磁気ヘッドアセンブリ（ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ））、４１０  …  コイル、４２０  …  支持フレーム、４３０  …  非磁性体、４４０  …  記録トラック、４６０  …  磁性ディスクリートビット
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と、
主磁極と、第１の磁性層と、第２の磁性層と、第３の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた第１の中間層と、前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に設けられた第２の中間層とを備えた磁気記録ヘッドと、
前記磁気記録ヘッドを用いて前記磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う信号処理部と、
を備え、
前記第１の磁性層は、ＴＭ合金を含む層であり、
前記第２の磁性層は、ＴＭ合金、又はＲＥ−ＴＭ合金を含む層であり、
前記第３の磁性層は、ＲＥ−ＴＭ合金を含む層であり、
前記第２の磁性層又は前記第３の磁性層の前記ＲＥ−ＴＭの合金は、ＲＥの磁化がＴＭの磁化よりも大きいことを特徴とすることを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項２】
前記第１の磁性層は、ＴＭ合金を含む人口格子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】
前記第２の磁性層は、積層フェリ構造又はＴＭ合金を含む人口格子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】
前記第３の磁性層は、積層フェリ構造であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項５】
前記第１の磁性層、前記第２の磁性層、及び前記第３の磁性層が前記主磁極から印加される磁界より小さな保磁力を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項６】
前記積層体が、媒体移動方向に対して略垂直な方向に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】
前記積層体が、媒体移動方向に対して略平行な方向に積層してなることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】
前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に正のＧＭＲ効果が生じており、前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に負のＧＭＲ効果が生じていることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項９】
前記磁気記録媒体は、隣接し合う記録トラック同士が非磁性部材を介して形成されたディスクリートトラック媒体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【請求項１０】
前記磁気記録媒体は、非磁性部材を介して孤立した記録磁性ドットが規則的に配列形成されたディスクリートビット媒体であることを特徴とする請求項１に記載の磁気記録再生装置。
【国際調査報告】
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